Monitoring Sammelschiene für Batteriezellenverbindung / Infini∞Cell™

Sichere, modulare und anpassbare Batteriezellenverbindung

Angesichts der Vielfalt der Batteriezellentypen, von zylindrischen Formen (18650, 21700, ...) bis hin zu gestanzten und prismatischen Hartschalen, wird erwartet, dass der Zellverbindungsprozess sehr anpassungsfähig ist.

Mersen und F&K DELVOTEC haben sich zusammengetan, um elektrische und thermische Verbesserungen zu kombinieren, die zu einer dünnen und einlagigen laminierten Busbar führen. Dank der Optimierung des Designs und der Simulationen ist diese Technologie mit dem Laserschweißen kompatibel und ermöglicht eine schnelle Verbindung der Zellen untereinander.

Ein einlagiger Stromleiter mit Spannungs- und Temperaturüberwachungsfunktion

Die leichte einlagige Infini∞cell-Sammelschienenlösung ist eine Kombination aus laminierter Isolierung und dünnen leitfähigen Materialien. Dank der dünnen leitfähigen Schicht zwischen 0,2 und 0,5 mm können die Batteriezellen leicht mit den Stromschienenverbindungen durch Laserschweißen verbunden werden. Die Infini∞cell-Busbar-Konstruktion hat zwei leitende Schichten: eine für die Stromzufuhr zu den Zellen und die andere zur Überwachung des Status der Batteriezellen.

Die stromleitende Schicht bietet dem Erstausrüster die Flexibilität, seine Batteriezellen entweder in Reihe oder parallel zu schalten, um die erforderliche Spannung und Leistung für sein Leistungsmodul effizient zu erreichen.

Die Überwachungsschicht der Stromschiene wiederum bietet einen eingebetteten leitenden Pfad für die Temperatur- und Spannungsüberwachung in bestimmten Bereichen der Baugruppe. Die Komponente der Überwachungsschicht speist dann in der Regel das Batteriemanagementsystem (BMS) des Moduls. Die Integration von Spannungs- und Temperatursensoren auf der Stromschiene so nah wie möglich an den Zellen kann zu einem besseren Management der gesamten Batteriebaugruppe sowie zu ihrem sichereren Betrieb führen.

Laserschweißen im Herzen von Mersen Infini∞cell

Bei früheren Modulen der Batteriegeneration wird die Verbindung zwischen der Stromschiene und der Zelle entweder durch einen lasergeschweißten Draht/Band oder durch Ultraschallschweißen hergestellt. Diese Verbindungsmethoden sind relativ zeitaufwendig und erhöhen die Gesamtproduktionskosten.

Um die Zeit für das Schweißen der Zellen und die Herstellungskosten zu reduzieren, hat Mersen eine neue, speziell für die Batterieanwendung und das Laserschweißverfahren entwickelte laminierte Stromschiene entwickelt: die Infini-cell® Stromschiene.

Dieser neue Schweißprozess ist mehr als viermal schneller als die herkömmliche Kombination aus Draht-/Bandeinlegen und Schweißen und kann die Prozesszeit um bis zu 60 % reduzieren.